在国家自然科学基金委、科技部、中科院等的大力支持下，化学所有机固体院重点实验室的科研人员，在有机电致发光材料研究领域取得重要进展。他们采用真空升华法制备了非溶剂化的2-(2-羟基苯基)苯并噻唑锌((Zn(BTZ)₂)单晶，研究结果表明该络合物在晶体、粉末和薄膜状态下是以二聚体形式存在的，并发现该络合物的电子传输特性要优于目前所报道的最好的电子传输材料－8-羟基喹啉铝（Alq₃）。这一重要进展对于研究有机光电材料的分子结构对材料性能的影响及有机功能材料在光电器件中的应用研究具有重要意义。该研究结果发表在国际著名期刊J. Am. Chem. Soc. 2003，125（48），14816-14824上。

有机发光二极管是一种注入式器件，要想制备性能优良的器件需要满足载流子注入和输运平衡。Alq₃是目前广泛使用的电子传输材料，但它的载流子迁移率要比空穴传输材料的迁移率低，这使得在分别利用它们为电子传输材料和空穴传输材料所制备器件中存在着载流子输运不平衡。因此，设计具有高迁移率的电子传输材料具有重要意义。

荧光量子效率、成膜特性、载流子传输性能、光学性能、热力学性能及稳定性是制约有机材料电致发光性能的重要因素。这些参数取决于分子结构和分子堆积性能。对于大多数发光材料来说，它们在单晶及薄膜状态中是以单分子存在的，而该实验室发现2-(2-羟基苯基)苯并噻唑锌在晶体中是以二聚体形式存在的，同时热力学实验、理论计算和光谱分析表明该材料在多晶粉末状态下也是以二聚体形式存在的。他们对其中性分子、阴离子和阳离子的电子结构进行了量化计算，分析了中性分子的HOMO和LUMO轨道的电子云分布、电子在阴离子和空穴在阳离子上的分布情况。考察了锌络合物的电致发光特性，发现该络合物是一种非常好的电子传输材料， 其电子传输性能优于目前最常用的电子传输材料Alq₃。在单晶中，一个分子中的所有配体都与邻近分子中的配体发生p-p相互作用。这种相互作用有利于载流子的传输，这就是锌络合物具有优秀电子传输性能的主要原因。

Zn(BTZ)₂分子的化学式

[Zn(BTZ)₂]₂ 分子的HOMO(a) 和LUMO(b)轨道

不同结构器件的电流－电压关系曲线

不同结构器件的电流效率－电流密度关系曲线

[Zn(BTZ)₂]₂单晶中的分子堆积特性

                                                          有机固体院重点实验室供稿